Disco de freno refrigerado axial y radialmente con cubierta.

Disco de freno refrigerado axial y radialmente, diseñado como parte de un sistema de frenado de medios de transporte para su montaje entre un disco de rueda

(19) y un cubo de rueda (12), donde el disco de freno gira y se presenta en forma del cuerpo (1) con dos paredes laterales (2, 3) en forma de anillo, entre las cuales se sitúa una cavidad que contiene un sistema de aletas primarias (4) con un espacio entre las aletas (5) que permite el paso de aire de refrigeración y transcurre desde la parte central del disco de freno hasta su circunferencia, mientras que el área central del disco de freno acoge el canal de entrada (6) para el aire de refrigeración, que se conduce hasta el espacio entre aletas (5), el disco de freno tiene creado en su interior un sistema de canales pasantes (7) que transcurren por su cuerpo (1) y que se vacían en sus primeros extremos en la primera pared lateral (2) y con sus segundos extremos en la segunda pared lateral (3) del disco de freno, y el número total de dichos canales (7) es al menos dos y pasan a través de las aletas primarias (4) del disco de freno, de forma oblicua hacia el espacio entre aletas (5), mientras que al menos parte del cuerpo del disco de freno (1) está equipado con una cubierta estática (8) que contiene un sistema de aletas secundarias (9) situadas fuera del disco de freno, caracterizado por que la cubierta (8) comprende una pared de soporte (11) situada, durante el uso, en el lado del cubo de rueda (12), una pared circunferencial (13) situada a una distancia de la circunferencia del cuerpo del disco de freno (1), y dos bridas (14, 15), en el que la primera brida (14) se extiende desde la pared circunferencial (13) y la segunda brida (15) se extiende desde el extremo de la pared de soporte (11), terminando ambas bridas (14, 15) a una distancia contra la pared lateral relevante (2, 3) del disco de freno, las aletas secundarias (9) se montan en el interior de la cubierta (8) por medio de fijación de al menos un extremo lateral a la cubierta (8), mientras que al menos una separación principal (18) se sitúa entre cada aleta secundaria (9) y la pared circunferencial (13) de la cubierta (8), y al menos una separación secundaria (17) se sitúa entre el disco de freno y la pared de soporte (11) de la cubierta (8), y las aletas primarias (4), así como las aletas secundarias (9) están curvadas, mientras que la curvatura de las aletas secundarias (9) se orienta en la dirección opuesta en comparación con la curvatura de las aletas primarias (4) y dichas aletas secundarias (9) tienen sus superficies de impacto (10) dirigidas contra la dirección del flujo de aire de refrigeración del espacio entre aletas (5).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/CZ2011/000068.

Solicitante: Vysoká Skola Bánská-Technická Univerzita Ostrava.

Inventor/es: LORENCUK,ZBYNEK, GEBAUER,MAREK.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > ACOPLAMIENTOS PARA LA TRANSMISION DE MOVIMIENTOS... > Elementos constitutivos o detalles de frenos > F16D65/12 (Discos; Tambores para frenos de disco)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > ACOPLAMIENTOS PARA LA TRANSMISION DE MOVIMIENTOS... > Elementos constitutivos o detalles de frenos > F16D65/847 (con sistema de refrigeración abierto, p. ej. refrigerados por aire)

PDF original: ES-2533829_T3.pdf

 

google+ twitter facebook

Fragmento de la descripción:

Disco de freno refrigerado axial y radialmente con cubierta.

Campo técnico

La solución técnica se refiere a un diseño estructural de disco de freno refrigerado axial y radialmente con cubierta especialmente adecuado para coches de Fórmula, de carreras y deportivos, aeronaves y otro equipo que contenga frenos de disco con una necesidad extremadamente elevada de refrigeración.

Se conoce un disco de este tipo, por ejemplo, a partir del documento EP-A-1 298 342.

Técnica antecedente

Los sistemas de frenos para vehículos y otros equipos con ruedas giratorias actualmente incluyen ampliamente discos de freno (también denominados rotores en inglés de Estados Unidos), que se sitúan detrás del disco de rueda donde se fijan al cubo de la rueda y se equipan con el forro de freno. Durante el frenado, una fricción intensa entre el disco de freno y el forro de fricción respectivo crea una cantidad significativa de energía térmica, lo que causa un aumento significativo de la temperatura, especialmente del disco de freno. Un aumento excesivo de la temperatura 2 puede causar defectos graves del sistema de frenos, lo que también reduce la seguridad operativa del vehículo o del funcionamiento del equipo determinado. En particular, puede dar como resultado una distorsión de la forma e incluso una deformación del disco de freno, la ruptura o el derretimiento del disco de freno. La reparación de estos defectos o su prevención está relacionada con la necesidad de reemplazar los discos de freno, el forro de freno, etc., lo que representa un coste considerable, carga de tiempo y la necesidad de un desmantelamiento temporal. Por lo tanto, 25 los problemas de refrigeración de los discos de freno reciben una atención considerable.

Los coches de Fórmula 1, de carreras, deportivos y las aeronaves son dispositivos es lo que esta cuestión es particularmente significativa. Para estos tipos de medios de transporte, la temperatura operativa al frenar desde una elevada velocidad alcanza hasta 1 °C y, por lo tanto, es urgente la necesidad de una refrigeración de los discos 3 de freno rápida y de alta calidad. Estos son equipos específicos, en cuyo caso la reparación puede realizarse únicamente por talleres dedicados y especializados y, por lo tanto, es necesario conseguir un centro de servicio complementario, o recorrer largas distancias para su reparación, lo que aumenta el coste y los requisitos de tiempo para el propietario o el operador de estos medios de transporte. Aquí, es particularmente indeseable el paro de funcionamiento, y la necesidad de fiabilidad incluso en cargas extremas es particularmente alta.

La refrigeración de los discos de freno se consigue normalmente por medio de corrientes dirigidas de aire de refrigeración. Su suministro al disco se realiza a través de un colector de aire, que contiene un sistema de canales de aire que se vacían en el cubo de rueda. El cubo de rueda contiene al menos un canal de aire para el paso de aire, que se conduce hasta el centro del disco de freno. El diseño estructural de los discos de freno se escoge para 4 permitir el flujo de aire de refrigeración a través del cuerpo del disco. Los discos de freno existentes no tienen cubierta y, por lo tanto, el aire de refrigeración fluye a través de ellos directamente hasta el espacio del disco de rueda, desde donde tiene un paso libre hasta el espacio ambiente. El rendimiento (permeabilidad) de los discos para aire se consigue actualmente por medio de sistemas axiales de canales de aire que atraviesan el cuerpo sólido del disco de freno o por medio de aletas radiales creadas en un disco hueco, donde únicamente se usa el espacio entre 45 estas aletas para el paso de aire. Las aletas radiales son rectas o curvadas.

La técnica antecedente que se ha mencionado anteriormente se describe brevemente, por ejemplo, en la solicitud CZ PV 26-22 de la empresa Skoda Auto a.s. Esta solicitud propone conseguir la refrigeración interna del disco de freno por medio de tres tipos de canales que se crean en la masa sólida por otro lado del disco en forma de un 5 anillo, concretamente canales axiales, canales radiales y canales con forma de hélice enrollada alrededor del eje radial o. En este caso, el disco de freno toma la forma de un anillo, como un cuerpo en forma de anillo entre dos superficies cilindricas, es decir, la superficie cilindrica de entrada y la superficie cilindrica de salida. Las paredes laterales del disco se denominan aquí como superficies de fricción laterales. La superficie cilindrica de entrada, la superficie cilindrica de salida y las superficies de fricción laterales delimitan el cuerpo del disco de freno. El disco de 55 freno se fije en su sitio por medio de una brida. La superficie cilindrica de entrada y la superficie cilindrica de salida se interconectan por el eje o alrededor del cual se enrolla la hélice, en cuya hélice se sitúa el centro de gravedad del área de sección transversal del canal de refrigeración radial. Los canales axiales se conectan con los canales radicales por medio de la hélice. La desventaja de esta solución es la interconexión que se ha mencionado anteriormente de todos los tipos de canales, ya que causa la mezcla de las corrientes de aire de refrigeración, las

calientes con las frías, lo que reduce significativamente la eficiencia de refrigeración.

Se describe la construcción de un disco de freno de aletas conocido, por ejemplo, en la patente Checa 14297. El disco de freno se dispone como dos placas que tienen la forma de anillo anular, que se conectan por medio de 5 nervaduras básicamente radiales formando las aletas, entre las que un paso de aire de refrigeración es posible en el espacio entre aletas. Hay una desventaja significativa en cuanto a que el diseño que se ha mencionado anteriormente únicamente permite un flujo rectilíneo de aire de refrigeración en la dirección radial desde el eje de rotación del disco de freno, lo que da como resultado una baja eficiencia de refrigeración con la necesidad de suministrar una elevada cantidad de aire de refrigeración.

Divulgación de la invención

Las desventajas que se han mencionado anteriormente se eliminan en gran medida por la invención propuesta como se define en la reivindicación 1.

Se inventa un disco de freno refrigerado axial, así como radialmente, con cubierta que está diseñado como parte del sistema de frenado para medios de transporte con los frenos de disco de aletas, en particular, para coches de carreras y deportivos, incluyendo coches de Fórmula y aeronaves. La invención mejora significativamente el disco de freno existente para su montaje en el área del cubo de rueda del vehículo u otros medios de transporte, el tipo donde 2 el disco de freno tiene una forma de cuerpo con dos paredes laterales de forma anular, entre las que se localiza una cavidad que contiene un sistema de aletas, denominadas en lo sucesivo en el presente documento las aletas primarias, con un espacio entre las aletas. Las aletas primarias se incluyen, por ejemplo, en forma de alas rectas o curvadas, elípticas, etc. El espacio entre aletas entre las aletas crea una superficie de intercambio térmico y tiene una forma y dimensiones que permiten el paso de aire de refrigeración. Este espacio transcurre entre las aletas 25 adyacentes de la parte central del disco de freno hasta su circunferencia. El área central del disco de freno acoge el canal de entrada para el aire de refrigeración, que se vacía en el espacio entre aletas. La esencia de la nueva solución es que el disco de freno del tipo anterior tiene creado en el mismo al menos un canal pasante que transcurre por su cuerpo y que se vacía con su primer extremo en una pared lateral y con su segundo extremo en la segunda pared lateral del disco de freno, y dicho canal pasa a través de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Disco de freno refrigerado axial y radialmente, diseñado como parte de un sistema de frenado de medios de transporte para su montaje entre un disco de rueda (19) y un cubo de rueda (12), donde el disco de freno

gira y se presenta en forma del cuerpo (1) con dos paredes laterales (2, 3) en forma de anillo, entre las cuales se sitúa una cavidad que contiene un sistema de aletas primarias (4) con un espacio entre las aletas (5) que permite el paso de aire de refrigeración y transcurre desde la parte central del disco de freno hasta su circunferencia, mientras que el área central del disco de freno acoge el canal de entrada (6) para el aire de refrigeración, que se conduce hasta el espacio entre aletas (5), el disco de freno tiene creado en su interior un sistema de canales pasantes (7) 1 que transcurren por su cuerpo (1) y que se vacían en sus primeros extremos en la primera pared lateral (2) y con sus segundos extremos en la segunda pared lateral (3) del disco de freno, y el número total de dichos canales (7) es al menos dos y pasan a través de las aletas primarias (4) del disco de freno, de forma oblicua hacia el espacio entre aletas (5), mientras que al menos parte del cuerpo del disco de freno (1) está equipado con una cubierta estática (8) que contiene un sistema de aletas secundarias (9) situadas fuera del disco de freno, caracterizado por que la 15 cubierta (8) comprende una pared de soporte (11) situada, durante el uso, en el lado del cubo de rueda (12), una pared circunferencial (13) situada a una distancia de la circunferencia del cuerpo del disco de freno (1), y dos bridas (14, 15), en el que la primera brida (14) se extiende desde la pared circunferencial (13) y la segunda brida (15) se extiende desde el extremo de la pared de soporte (11), terminando ambas bridas (14, 15) a una distancia contra la pared lateral relevante (2, 3) del disco de freno, las aletas secundarias (9) se montan en el interior de la cubierta (8) 2 por medio de fijación de al menos un extremo lateral a la cubierta (8), mientras que al menos una separación principal (18) se sitúa entre cada aleta secundaria (9) y la pared circunferencial (13) de la cubierta (8), y al menos una separación secundaria (17) se sitúa entre el disco de freno y la pared de soporte (11) de la cubierta (8), y las aletas primarias (4), así como las aletas secundarias (9) están curvadas, mientras que la curvatura de las aletas secundarias (9) se orienta en la dirección opuesta en comparación con la curvatura de las aletas primarias (4) y 25 dichas aletas secundarias (9) tienen sus superficies de impacto (1) dirigidas contra la dirección del flujo de aire de refrigeración del espacio entre aletas (5).

2. Disco de freno refrigerado axial y radialmente con cubierta de acuerdo con la reivindicación 1,

caracterizado por que la separación secundaria (17) transcurre a lo largo del disco de freno al menos desde el

orificio del canal (7) situado más lejos del centro del disco de freno hasta el orificio del canal (7) situado más cerca del centro del disco de freno, mientras que se conecta al espacio de la separación principal (16).

3. Disco de freno refrigerado axial y radialmente con cubierta de acuerdo con la reivindicación 2,

caracterizado por que el espacio alrededor de la circunferencia externa del cuerpo del disco de freno (1) se

interconecta con el espacio en los canales (7) por medio de la separación principal (16) y la separación secundaria (17) y el espacio en los canales (7) se conduce a través del disco de rueda (19) hasta el espacio ambiente libre fuera de la rueda.

4. Disco de freno refrigerado axial y radialmente con cubierta de acuerdo con la reivindicación 3,

4 caracterizado por que los canales (7) se sitúan en las aletas primarias (4) y en el número de al menos un canal (7)

en todas las aletas primarlas (4) del disco de freno.

5. Disco de freno refrigerado axial y radlalmente con cubierta de acuerdo con la reivindicación 3,

caracterizado por que los canales (7) se sitúan en al menos una aleta primaria (4) y en el número de al menos dos

canales (7) en al menos una aleta primarla (4) del disco de freno.

6. Disco de freno refrigerado axial y radlalmente con cubierta de acuerdo con la reivindicación 5,

caracterizado por que los canales (7) se sitúan en al menos una aleta primaria (4) en al menos una fila de manera que sobre la sección transversal a través de esta aleta primaria (4) las aberturas de estos canales (7) se sitúen en

una fila que transcurre en la dirección del recorrido de la aleta primaria (4) desde el centro a la circunferencia del disco de freno, mientras que el calibre de los canales (7) se aumenta según aumenta la distancia desde el centro del disco de freno.

7. Disco de freno refrigerado axial y radlalmente con cubierta de acuerdo con la reivindicación 6,

caracterizado por que los canales (7) se crean en todas las aletas primarias (4) del disco de freno, y aquí siempre

en al menos una fila en la que tienen un diámetro de calibre creciente con una distancia creciente del centro del disco de freno, mientras que hay de 2 a 15 canales (7) en cada fila.

8. Disco de freno refrigerado axial y radialmente con cubierta de acuerdo con la reivindicación 7,

caracterizado por que el número de aletas secundarlas (9) en la cubierta (8) es al menos el mismo que el número de aletas primarias (4) en el disco de freno.

9. Disco de freno refrigerado axial y radialmente con cubierta de acuerdo con las reivindicaciones 7 a 8,

caracterizado por que la primera brida (14) de la cubierta (8) transcurre alrededor de una pared lateral (3) del disco de freno hasta la cara lateral del disco de freno, opuesta al lado en el que se sitúa la pared de soporte (11), y la segunda brida (15) transcurre hacia la pared lateral restante (2) del disco de freno.